重力坝设计及施工组织设计

目录TOC\o"1-3"\h\z\u166831基本资料 131141.1工程概况 1158001.2工程规模 2212171.3气象水文资料 3127011.3.1流域概况 3101651.3.2气象 319751.3.3径流与洪水 3300171.3.4泥沙 4180811.3.5河道水位流量关系曲线 5318641.4地质资料 5136281.4.1坝址区工程地质概况 6131941.4.2坝址基岩物理力学参数 6226562工程等别及建筑物级别 8319833非溢流坝坝体设计 9155853.1剖面拟定 9326993.1.1剖面设计原则 9204283.1.2拟定基本剖面 9296123.1.3拟定实用剖面 9291863.2荷载计算及其组合 1416813.2.1自重W 15291513.2.2静水压力P 16281533.2.3扬压力U 20217113.2.4泥沙压力 2339173.2.5浪压力 24208683.2.6其它荷载 26147833.3稳定分析 26103993.3.1抗滑稳定分析 2622313.3.2抗倾稳定分析 30143233.4应力分析 31313983.4.1正常蓄水位 33175443.4.2设计洪水位 34264673.4.3校核洪水位 3566594溢流坝坝体设计 3767824.1泄水方式的选择 37210364.2溢流坝剖面拟定 37146434.2.1坝顶曲线段 37280594.2.2中间直线段 3963664.2.3反弧段 39283734.3消能防冲设计 4146374.3.1确定消能形式 42295454.3.2挑流鼻坎设计 43322664.3.3水舌挑距L的估算 43252854.3.4冲刷坑深度的估算 44138705细部构造设计 46186475.1坝顶构造 46299785.2分缝止水 46252875.2.1坝体分缝 4694235.2.2止水设计 48220755.3大坝材料分区 48208255.3.1面层防渗层 4841065.3.2坝基垫层 49269525.3.3溢流面防护层 49279825.4坝体排水 497485.4.1排水目的 49107995.4.2布置原则 49216345.4.3设计数据 50112325.5廊道系统 50160525.5.1坝基灌浆廊道 50101455.5.2检查及坝体排水廊道 5110416地基处理设计 52304106.1地基处理目的 52239256.2清基开挖 52102776.2.1开挖原则 52231536.2.2开挖设计 5284836.2.3坝基清理 52138796.3固结灌浆 53301306.3.1设计要求 53196006.3.2设计方案 5350476.4防渗排水 53307006.4.1帷幕灌浆 5419226.4.2坝基排水 55103816.5软弱带处理 5622286.5.1断层破碎带的危害 56180046.5.2断层破碎带处理措施 56152096.5.3软弱夹层的处理 57147847施工条件分析 59121997.1工程概况 5977107.2合同范围 59146947.3水文气象条件 60281547.4地质条件 60198797.4.1地形地貌 60174887.4.2地层岩性 60136887.4.3坝址区物理地质现象与边坡稳定评价 61245907.4.4坝址基岩物理力学参数 61117287.5交通及通讯条件 61176407.6生活办公营地 629467.7建筑材料来源 62275368施工总布置 63301968.1场地规划 63176038.1.1左岸施工场地规划 63129468.1.2右岸施工场地规划 63117408.2施工道路布置 63131968.2.1对外交通道路 63109438.2.2对内交通道路 6480799施工工厂设施和大型临建工程 6562349.1混凝土粗骨料与砂石的开采购买 65135579.2砂石骨料加工系统 65256299.2.1砂石加工系统布置 65148339.2.2所需机械设备和劳动力 65307219.2.3骨料加工系统布置 667299.3混凝土拌合系统 66184739.3.1概述 66265979.3.2系统布置 6656589.3.3混凝土原材料 6835639.3.4混凝土配合比 69243489.3.5系统生产与管理 70258159.3.6主要施工特点 7241619.4MD900塔吊运输布置 7261179.4.1MD900塔吊运输 72301479.4.2MD900塔吊特性 7216569.4.3MD900塔吊安装 72315759.4.4MD900塔吊拆除 73301959.5综合加工厂 73204599.5.1钢筋加工厂及木材加工厂 7392929.5.2机械修配、保养及停放场 733119.5.3油库 7465289.5.4综合仓库 74194549.6供水供电系统 74269189.6.1供水系统 74163109.6.2供电系统 7436119.7生活办公营地 752256110施工总进度计划 76617910.1施工总进度的编制原则 76122910.2夕昌大坝施工进度计划 762558110.2.1概述 76554210.2.2施工时段安排 77611110.2.3施工进度横道图 783199110.2.4关键线路 781345811施工导流 79679711.1导流标准 791584911.2导流工程施工方法 79841111.2.1导流方法 802717511.2.2辅助导流的主要方式 802772311.2.3导流方式的选择 812827611.2.4施工程序 81977111.2.5施工方法 813190811.2.6道路工程施工方法 83609111.3施工进度 832567911.4导流工程量 843066811.5导流工程资源配置 84650812主体工程施工 86273912.1一期主要节点进度计划 861359112.2一期主要施工项目的强度分析 863103112.2.1土石方工程 862691512.2.2碾压混凝土 87458412.3二期主体工程施工 872602712.4二期主要施工项目的强度分析 87643112.4.1土石方工程 872656012.4.2碾压混凝土 88853212.5帷幕灌浆 89892812.6施工工艺及技术 893054812.6.1大坝混凝土施工方法 8973912.6.2石方明挖施工方法 891866312.6.3混凝土施工工艺流程 902930212.6.4模板施工方法 92867912.6.5钢筋加工安装 932928812.6.6止水片制作安装方法 933145112.6.7缝面处理施工方法 942874712.6.8混凝土浇筑 941166312.6.9养护 953257212.6.10特殊气候条件下施工 95185312.6.11碾压混凝土现场生产性试验 972759912.7支护工程 971159512.7.1支护工程施工流程 971137512.7.2施工方法 972884112.8灌浆工程施工方法 993116012.8.1灌浆施工布置 991978512.8.2施工程序 1003034712.8.3施工方法 1003234112.8.4排水孔施工方法 1011995912.8.5施工机械定额简介 101538313质量计划 104746113.1质量管理组织机构 1041211213.2试验检验计划 1042916213.2.1原材料试验 104530413.2.2施工试验 1041092913.2.3进货检验和试验 1042945213.2.4过程检验和试验 1051096313.2.5竣工验收 10548913.2.6检验和试验记录 1051193113.3主要针对性质量控制措施 1051922713.3.1土石方开挖、填筑质量控制措施 105935313.3.2混凝土工程质量控制措施 105189214安全计划 1102395514.1消防安全计划 1101490214.2主要针对性安全措施 1101342114.2.1交通安全措施 1101954014.2.2高空作业安全措施 111311214.2.3特殊工种安全施工措施 111934715医疗健康环保计划 1121859215.1医疗健康环保管理机构 1123037915.2医疗健康计划 1121423215.3环保体系 112130415.4针对性健康环保措施 1122238715.4.1施工废水处理 1131145715.4.2建筑垃圾处理措施 113432615.4.3医疗健康措施 114735515.4.4施工噪音控制措施 1142537515.4.5其它环保措施 11423101参考文献 11615918致谢词 11732235独撰声明 11826039附录1重力坝设计分项系数 11915417附录2不同情况下荷载计算成果表 121某水电站重力坝设计与施工组织设计作者：刘欣欧阳喜川冯彦中王坤周黎指导教师：伍迪（2010级水利水电工程）摘要：本次设计为混凝土重力坝设计及施工组织设计，通过设计修建水库以解决当地城镇用水及灌溉用水问题，同时改善当地的生态环境，增加农民收入。设计的主要准备工作包括径流资料分析，水文气象资料分析，岩层状况分析以及重力坝的施工组织条件分析。本设计采用碾压混凝土重力坝方案，重力坝设计的主要内容包括坝体的设计，坝型的选择，挡水坝段的设计，溢流坝段的设计，坝体细部构造与坝基处理。重力坝施工组织设计的主要内容包括施工导流，主体工程施工，施工进度计划，施工总布置，资源需求量计算以及主要技术供应。本次设计中，重力坝最大坝高108米，坝底宽87米，坝顶宽11米，溢流坝段宽10米，土石方开挖量96万方，混凝土浇筑量68.5万方。关键词：碾压重力坝荷载计算应力分析施工组织设计GravityDamDesignoftheHydropowerStationAndConstructionOrganizationDesignAuthor：LIUXinOUYANGXi-chuanFENGYan-zhongWANGKunZHOULiSupervisor：WUDi(Hydro-electronicEngineeringMajorof2010’s)Abstract:ThedesignisabouttheconcretegravitydamdesignandconstructionorganizationdesignThroughthisdesign,theproblemoflocalurbanwaterandtheirrigationwateraresolved,andthelocalecologicalenvironmentisimprovedaswellasincreasefarmers'income.Themainlypreparationofthedesignincluderunoffhydrologicmeteorologicaldataanalysis,rockconditionanalysisandtheconstructionconditionanalysisofgravitydamroller.Therolledconcretegravitydamschemewasadoptedinthisdesign.Themaincontentofthegravitydamdesignincludethedesignofthedambody,theselectionofdamtype,thedamsection,thedesignofthecomputation,thedamdetailstructureandthemaincontentofthedamfoundationofgravitydamconstructionOrganizationdesignincludetheconstructiondiversion,thesubjectconstruction,theconstructionschedule,theconstructionlayout,theresourcesdemandcalculationantthemaintechnologysupply.Themaindesignparametersarethatthemaximumdamheightis108meters,thedambottomwidthis87meters,thetopwideis11meters,theoverflowdamwide10meters,theconditionsexcavatedvolumeis960000m3,andtheconcreteamountis685,000m3.KeyWords：RCCGravitydamLoadcalculationStressanalysisConstructionorganizationdesign1基本资料1.1工程概况拟建的夕昌水库位于青海省循化县东南部的清水河左岸支流夕昌沟上。循化撒拉族自治县位于青海省东部，祁连山支脉拉鸡山东端，黄河由西向东横贯县境北部。县域东西长68km，南北宽57km，总面积2100km2。东与甘肃省积石山保安族东乡族撒拉族自治县和临夏县接壤，南临甘肃省夏河县和青海省同仁县，西靠尖扎县。北同化隆回族自治县为邻，东北与民和回族土族自治县相连，其地理位置图如图1所示。图1工程地理位置图夕昌水库的修建有利于改善该流域的灌溉及人畜饮水现状，可以促进当地农业的较快发展，增加农民的经济收入，提高农民的生活水平，同时可以改善该地区的生态环境，所以，修建夕昌水库水库具有特殊的社会效益。夕昌水库综合利用功能有，三乡农业灌溉（含改善和扩大灌溉面积）、三乡林业灌溉、三乡人畜饮水、生态用水兼顾防洪等功能。其功能主次顺序即为①农业灌溉②人畜饮水③河道内生态用水④防洪。1.2工程规模夕昌水库担负多项综合利用任务，其要达到的效益目标为：解决2020年设计水平年的城镇供水、人畜饮水问题。彻底改善项目控制区内的原水浇地（30113.5亩）的用水问题，解决项目区旱变水（17982.2亩）的灌溉用水问题，根据水量情况新增部分耕地500亩和林地4000亩，总计效益面积52595.7亩。其中设计水平年农业万灌溉用水量为1724.70万每年，城镇与农村人畜饮水量为135.48万每年，河道内生态用水量为360.00万每年，合计2220.20每年。基本的工程参数特征表见下表1：表1基本的工程参数特征表序号项目数值单位1坝址控制流域面积229.52多年平均径流量2373.09350%的年径流量23114下游河道防洪标准洪峰流量（P=5%）675下游河道防洪标准洪量（P=5%）156.486设计洪峰流量（P=1%）1597设计洪量（P=1%）320.938校核洪峰流量（P=0.1%）3659校核洪量（P=0.1%）559.3410悬移质输沙量3.6511推移质输沙量0.7312死库容10713死水位290014兴利库容834.8715正常蓄水位2941.8516正常蓄水位以下库容941.8717回水长度2.8918溢流坝宽度1019设计洪水位2944.820滞库库容99.421设计洪水位以下库容1041.2722设计洪水位时回水长度2.9723校核洪水位2947.0224调洪库容179.89续表1-125校核洪水位以下库容（总库容)1121.7626校核洪水位时回水长度3.0327河床高程2857.8928C25混凝土轴心抗压强度11.91.3气象水文资料1.3.1流域概况拟建的夕昌水库位于青海省循化县东南部的清水河左岸支流夕昌沟上。清水河（又称清水沟、起台沟）是循化县境内除黄河干流以外最大的一条河流，发源于循化县境东南隅达里加山的达力加错天池以西约1km的砾石地，海拔为4155m，自南向北流经循化县的刚察乡、白庄乡、道帏乡、清水乡，在县城积石镇以东约7km处的清水乡境内从右岸汇入黄河，干流全长50.5km，流域面积689km2，天然落差达2319m，河道比降37.4‰。清水河流域属典型的黄土低山丘陵山区，上游地区由于受气候的影响，降水较丰沛，植被良好；中下游地区，沟壑纵横，农业生产较发达，是循化县的重要农业区之一。清水河流域水土流失以水力侵蚀为主，土壤侵蚀模数在。水土流失主要以暴雨作用下产生泥石流、滑坡、崩塌等形式存在。1.3.2气象清水河流域地处青藏高原与黄土高原过渡地带，属高原半干旱大陆性气候，有冷暧季和干温季之分，春季冷暧多变，干旱风大，在回暧升温中常遇剧烈降温现象；夏季凉爽，降雨较多，雨热同季；秋季较短暂，气温骤降，逐日平均气温下降可达4～7℃；冬季漫长，干旱寒冷。根据循化县气象站1959～2006年气象要素统计，坝址多年平均气温8.0℃；极端最高气温达32.0℃，极端最低气温-25℃，多年平均冻土深度为150cm，无霜期约150天；多年平均风速3.6m/s，主导风向为东南风，50年重现期最大风速达20m/s；多年平均年降水量为264.9mm，年内分配不均，一般春季（3～5月）、夏季（6～8月）、秋季（9～11月）、冬季（12～2月）的降水量分别占全年降水量的16.2%、63.5%、19.9%、0.4%。1.3.3径流与洪水水文分析主要参照清水河水文站、同仁站和隆务河口站的资料按无资料地区进行计算，径流分析成果和洪水分析成果见表2与表3，夕昌水库不同频率设计洪水过程线如表4。表2夕昌水库坝址处年径流计算成果表频率P(%)1015202530507075808590年径流32543057290627812671231119851897180316981571表3夕昌水库不同频率洪峰流量表频率P(%)0.050.10.20.330.5123.33510452365308256218159112856742T（h）3.63.844.24.34.75.15.55.86.5表4夕昌水库不同频率设计洪水过程线概化过程不同频率设计洪水P=0.05%P=0.1%P=0.2%P=0.33%P=0.5%P=1%P=2%P=3.3%tQtQtQtQtQtQtQtQ00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.00.0513.00.558.80.547.50.540.00.533.30.628.30.620.70.714.60.711.11035.00.9158.21.0127.81.0107.81.189.61.176.31.255.71.339.21.429.81566.01.4298.31.5240.91.5203.31.6169.01.7143.91.8104.92.073.92.156.12091.51.9413.62.0334.02.0281.82.1234.22.2199.52.4145.52.6102.52.877.822100.02.0452.02.2365.02.2308.02.4256.02.4218.02.6159.02.9112.03.1852595.52.3431.72.5348.62.6294.12.7244.52.8208.23.0151.83.3107.03.581.23087.52.8395.52.9319.43.1269.53.2224.03.3190.83.6139.14.098.04.274.44072.53.7327.73.9264.64.1223.34.3185.64.4258.14.8115.35.381.25.661.65056.04.7253.14.9204.45.1172.55.4143.45.6122.16.089.06.662.77.147.66040.55.6183.15.9147.86.1124.76.4103.76.788.37.264.47.945.48.534.47026.06.5117.56.994.97.180.17.566.67.856.78.441.39.229.19.922.18015.07.467.87.854.88.246.28.638.48.932.79.623.910.616.811.312.8906.58.429.48.823.79.220.09.616.610.014.210.810.311.97.312.75.51000.09.30.09.80.010.00.010.70.011.10.012.80.013.20.014.101.3.4泥沙根据隆务河的成果，采用多年平均侵蚀模数为，计算水库坝址处的多年平均输沙量为3.65万t，推移质泥沙按悬移质的20%计，则多年平均输沙量为4.38万t。1.3.5河道水位流量关系曲线根据该河段的基本情况，该河段纵比降i=43‰，河床糙率n=0.067，由曼宁公式计算不同水位时的天然流量，绘制的水位流量关系曲线如图2。图2夕昌水库坝址天然水位流量关系曲线（上坝址）1.4地质资料工程区的区域构造稳定性较好，据历史记载，该地区未发生较大地震，故忽略地震带来的影响。库区不存在渗漏，浸没等问题，固体径流物为洪水期由夕昌沟上游及两岸冲沟带来的推移质。经取水样分析，坝区地下水与河水对普通混凝土不具腐蚀性，作为生活饮用水的河水除细菌含量，大肠菌群超标外，其它指标均满足国家标准。1.4.1坝址区工程地质概况1.4.1.1地形地貌坝区段河谷呈“V”型，两岸山体雄厚，地形坡度30º-70º。坝区河谷狭窄，谷宽40-70m，发育有不对称的二级阶地，一级阶地高于河床1.5-2.0m，阶面宽20-50m，略倾向于河床，二级阶地高于河床8-10m，向河床倾斜，阶面宽10-30m。两岸地形完整，由燕山期花岗岩组成的山体雄厚，在地形上具有较好的建坝条件。1.4.1.2地层岩性坝址区第四系松散堆积层，按成因可分为：a、坡积碎石土：分布于坡鹿及山体斜坡，浅黄色，以砂土为主，碎石与角砾含量30-40%，结构松散，厚度4-8m。b、冲洪积漂砾卵石层：，灰白—青灰色，以卵石为主，砾石含量30%，漂石含量20-30%，砂土充填，结构松散，厚度8-12.5m，分布于现代河床，河漫滩及一、二级阶地。c、洪积砂砾卵石层：淡黄色，以卵石为主，砾石含量30-40%，砂土充填，结构松散，厚度5-8m，分布于两岸冲沟之沟口。d、崩积坡积碎块石层：灰白色，以块石为主，碎石含量30%，具架空结构，厚度10-20m，分布于河谷左岸。e、侵入岩，坝区广泛分布着燕山期花岗岩,中粒结构,块状构造,主要矿物为石英20-30%,长石30-40%,角闪石20%,及少量黑云母,以岩株产出。1.4.1.3坝址区物理地质现象与边坡稳定评价坝区冲沟不发育，地形较完整。坝区物理地质现象有泥石流与崩塌。泥石流见坝址右岸上游冲沟及下坝址左岸下游冲沟，但方量不大，对坝区无大的影响。规划坝址区的坝肩由花岗岩边坡构成，坡度35º-70º，岩体节理较发育，其组合关系对边坡稳定影响不大。自然边坡仍处于稳定状态。由崩积体构成的边坡坡度30º-45º，根据探坑揭露，崩积体主要由块石构成，碎石含量30%，角砾与砂土充填，具架空结构；一般粒径20-40cm，最大粒径80cm，成份为花岗岩，具棱角，边坡稳定性较差。坡积碎石土边坡30º-45º，自然边坡为稳定—基本稳定。1.4.2坝址基岩物理力学参数根据9组岩石试验:花岗岩的天然密度2.6-2.78g/，比重2.73-2.83，吸水率0.51-0.83%，平均值为0.64%，干抗压强度101.3-168.2Mpa，饱和抗压强度78-143Mpa，平软化系数0.75-0.85，平均值为0.8。上坝址岩体的弹性模量为1075-391738Mpa，平均值为3698.25Mpa，波泊桑比0.01-0.28。花岗岩的允许承载力可取8.0Mpa，混凝土与花岗岩的抗剪断摩擦系数可取1.35，凝聚力ｃ＇可取1.30Mpa,变形模量E可取15GPa。2工程等别及建筑物级别根据《水工建筑物》[1]确定工程规模、工程等别、防洪标准及设计标准，各标准如表5、表6。表5水利水电工程分等指标工程等别工程规模水库总库容（亿m^3)防洪保护城镇及工矿

企业重要性保护农田

（万亩）Ⅰ大（1）型≥10特别重要≥500Ⅱ大（2）型10-1.0重要500-1000Ⅲ中型1.0-0.1中等100-30Ⅳ小（1）型0.1-0.01一般30-5Ⅴ小（2）型0.01-0.001<5表6永久性水工建筑物的级别工程等别永久建筑物的级别主要建筑物次要建筑物Ⅰ13Ⅱ23Ⅲ34Ⅳ45Ⅴ55夕昌水库总库容1121.76万m3，在1.0-0.1亿m3之间，属于Ⅲ等中型工程。供水对象为整个循化县的核心部分，可以列为中等，属于Ⅲ等中型工程。保护城镇为清水乡，属于一般，保护农田在5-30万亩之间，属于Ⅳ等小（1）型工程。根据规范，按各指标中最高等级确定工程等别：综合取夕昌水库工程等级为Ⅲ等中型工程。综上所述，大坝永久性水工建筑物中的主要建筑物级别为3级，次要建筑物和临时建筑物为4级。3非溢流坝坝体设计3.1剖面拟定3.1.1剖面设计原则1、设计断面要满足稳定和强度要求；2、力求剖面较小；3、外形轮廓简单；4、工程量小，运用方便，便于施工。3.1.2拟定基本剖面重力坝的基本剖面是指在自重、静水压力（水位与坝顶齐平）和扬压力三项主要荷载作用下，满足稳定和强度要求，并使工程量最小的三角形剖面，如图3，在已知坝高H、水压力P、抗剪强度参数f、c和扬压力U的条件下，根据抗滑稳定和强度要求，可以求得工程量最小的三角形剖面尺寸。根据《水工建筑物》[1]规范，一般情况下，上游坝坡坡率n=0～0.2，常做成铅直或上部铅直下部倾向上游；下游坝坡坡率m=0.6～0.8；底宽约为坝高的0.7～0.9倍。其剖面图如图3。图3重力坝基本剖面图3.1.3拟定实用剖面3.1.3.1确定坝顶高程1、超高值Δh的计算（1）基本公式根据《水工建筑物》[1]规范，坝顶高程应高于校核洪水位，坝顶上游防浪墙顶高程应高于波浪顶高程，防浪墙顶至设计洪水位或校核洪水位的高差Δh，可由式（3-1）计算。Δh=h1%+hz+hc（3-1）Δh—防浪墙顶与设计洪水位或校核洪水位的高差，m；—累计频率为1%时的波浪高度，m；—波浪中心线至设计洪水位或校核洪水位的高差，m；—安全加高，按表7采用,对于Ⅲ级工程，设计情况hc＝0.4m，校核情况hc＝0.3m。表7坝的安全加高运用情况坝的级别1234、5设计情况（基本情况）0.70.50.40.3校核情况（基本情况）0.50.40.30.2下面按官厅公式计算，。（3-2）（3-3）（3-4）为计算风速，m/s，设计洪水位和校核洪水位采用不同的计算风速值。正常蓄水位和设计洪水位时，采用重现期为50年的最大风速20m/s；校核洪水位时，采用多年平均风速3.6m/s。D为吹程，km，按回水长度计算：正常蓄水位时回水长度为2.89km，设计洪水位时回水长度为2.97km，校核洪水位时回水长度为3.03km。波高，当gD/=20～250时，为累计频率5%的波高；当gD/=250～1000时，为累计频率10%的波高。《水工建筑物》[1]规范规定应采用累计频率为1%时的波高，对应于5%波高，应乘以1.24；对应于10%波高，应乘以1.41。首先计算波浪高度和波浪长度L和波浪中心线超出静水面的高度。（1）设计洪水位时Δh计算风速采用50年一遇的风速20m/s，吹程D=2.97km。波浪三要素计算如下：波高波长壅高；；（2）校核洪水位时Δh计算风速采用多年平均风速6m/s，D=2.57km。波浪三要素计算如下：波高波长壅高；；坝顶高程计算坝顶高程按式（3-5）计算，并选用其中较大值坝顶高程=设计洪水位+坝顶高程=校核洪水位+（3-5）根据以上两种水位时Δh计算结果，得出两种状况下坝顶高程。（1）设计洪水位时的坝顶高程：（2）校核洪水位时的坝顶高程：为保证大坝的安全运行，应该选用其中的较大值，且坝顶高程要高于校核洪水位，所以取坝顶高程为。3.1.3.2坝确定基高程河床高程2857.89m，校核洪水位为2947.02m，地基开挖时河床上的冲积砂夹石层、冲积粘土夹碎石层必须清除（由地质剖面图上量得大多在10m以上），所以开挖应按100m以上坝高标准要求考虑。根据《水工建筑物》[1]规范，坝高超过100m时，可建在新鲜、微风化至弱风化下部基岩上。弱风化层厚5.5～6.5m，微风化层厚6～7m，原则上应考虑技术加固处理后，在满足坝的强度和稳定的基础上，减少开挖。基础中存在的局部工程地质缺陷，例如表层夹泥裂缝、强风化区、断层破碎带、节理密集带及岩溶充填物等均应结合基础开挖予以挖除。初步定出开挖深度7.5m，通过立式图上确定的坝基开挖线定出建基面最低开挖高程为▽2839.5m。因此，最大坝高为108m，属于高坝。3.1.3.3拟定坝顶宽度坝顶宽度应根据设备布置、运行、检修、施工和交通等需要确定并应满足特大洪水时维护等要求。因无特殊要求，根据《水工建筑物》[1]规范的规定，坝顶宽度可采用坝高的8%～10%取值，且不小于2m，并应满足交通和运行管理的需要。按坝高的10%计算，即为10.8米，考虑到上游防浪墙、下游侧护栏、排水沟槽及两边人行道等，取坝顶宽为11m，以满足大坝维修作业通行需要。3.1.3.4拟定剖面尺寸根据《水工建筑物》[1]规范规定，非溢流坝段的基本断面呈三角形，其顶点宜在坝顶附近。基本断面上部设坝顶结构。坝体的上游面可为铅直面、斜面或折面。实体重力坝上游坝坡宜采用1∶0～1∶0.2，坝坡采用折面时，折坡点高程应结合电站进水口、泄水孔等布置，以及下游坝坡优选确定。下游坝坡可采用一个或几个坡度，应根据稳定和应力要求并结合上游坝坡同时选定。下游坝坡宜采用1∶0.6～1∶0.8；对横缝设有键槽进行灌浆的整体式重力坝，可考虑相邻坝段联合受力的作用选择坝坡。拟定坝体形状为基本三角形。坝的下游面为均一斜面，斜面的延长线与上游坝面相交于最高库水位处，为了便于布置进口控制设备，又可利用一部分水重帮助坝体维持稳定，本次设计采用上游坝面上部铅直，下部倾斜的形式。该形式为实际工程中经常采用的一种形式，具有比较丰富的工程经验。上游设置成折面可利用淤沙以及水重来增加坝体自重，折点设置在淤沙水位以上，由资料可知，三十年坝前淤沙高程为2897.50m，由于死水位为2900m，折点取在高程为2901m的位置。通过最优方案的比较，上游坝坡取1：0.1，下游坝坡取1：0.75。3.1.3.5坝底宽度拟定坝底宽度约为坝高的0.7～0.9倍，本工程的坝高为108m，通过已经确定的上下游坝坡坡率，最终确定坝底宽度B=87m。3.1.3.6基础灌浆廊道尺寸拟定高、中坝内必须设置基础灌浆廊道，兼作灌浆、排水和检查之用。基础灌浆廊道的断面尺寸，应根据浇灌机具尺寸即工作要求确定，一般宽为2.5～3m，高为3～4m，为了保证完成其功能且可以自由通行，本次设计基础灌浆廊道断面取3.0×3.5m，形状采用城门洞型。廊道的上游壁离上游侧面的距离应满足防渗要求，在坝踵附近距上游坝面0.05～0.1倍作用水头、且不小于4～5m处设置，本次设计取8.5m，为满足压力灌浆，基础灌浆廊道距基岩面不宜小于1.5倍廊道宽度，取5m。初步拟定坝体形状剖面如图4所示。图4重力坝剖面尺寸图3.2荷载计算及其组合重力坝的主要荷载主要有：自重、静水压力、浪压力、泥沙压力、扬压力、地震荷载等，常取1ｍ坝长进行计算。荷载组合可分为基本组合与特殊组合两类。基本组合属于设计情况或正常情况，由同时出现的基本荷载组成。特殊组合属校核情况或非常情况，由同时出现的基本荷载和一种或几种特殊荷载组成。设计时应从这两类组合中选择几种最不利的、起控制作用的组合情况进行计算，使之满足规范中规定的要求。本次设计考虑的基本荷载组合为正常蓄水位和设计洪水位；特殊组合为校核洪水位，它们分别考虑的荷载如表8所示。表8荷载组合荷载组合主要考虑情况荷载自重静水压力扬压力泥沙压力浪压力地震荷载动水压力土压力基本组合正常蓄水位情况＋＋＋＋＋＋设计洪水位情况＋＋＋＋＋＋＋特殊组合校核洪水位情况＋＋＋＋＋＋＋地震情况＋＋＋＋＋＋＋注：1.应根据各种作用同时发生的实际可能性，选择计算中的最不利的组合。2.分期施工的坝应按相应的荷载组合分期进行计算。3.施工期的情况应作必要核算，作为特殊组合。4.根据地质和其他条件，如考虑运用时排水设备，易于堵塞，须经常维修时，应考虑排水失效的情况，作为特殊组合。5.地震情况的静水压力、扬压力、浪压力按正常蓄水位计算。6.表中的“+”表示应考虑的荷载。下面就各种情况计算相应荷载,其中：①各种力的计算均是取坝体单位长度1m计算，方向向上为正。②力矩G均是取各作用力对坝址处的力矩，逆时针为正。③力矩M均是取各作用力对截面形心得力矩，逆时针为正。3.2.1自重W5重力坝自重计算简图坝体自重的计算公式：（kN）（3-6）式中V—坝体体积，；由于取1ｍ坝长，可以用断面面积代替，通常把它分成如图5所示的若干个简单的几何图形分别计算重力；—坝体混凝土的重度（本设计中混凝土的重度为）。重力坝在基本组合及特殊组合下的自重相同，则有：（+）（+）（+）（+）（+）（+）综上：（+）（+）3.2.2静水压力P图6重力坝静水压力计算简图静水压力是作用在上下游坝面的主要荷载，计算时常分解为水平水压力和垂直水压力两种，坝体上的静水压力计算简图如图6。计算各种情况下的上下游水深：根据《水力学》[2]公式：（3-7）式中：根据《水力学》[2]规范，；，，；由资料可知溢流坝宽度为10m，则有B=10m；为堰上水头，堰顶高程与正常蓄水位齐平。由水力学公式计算出下泄流量，查水位流量关系曲线图2，得出下游水位高程。①正常蓄水位：，Q=0，查得Z=2857.89m上游水深：，下游水深，②设计洪水位：，Q=110m3/s，查得Z=2859.30m上游水深：,下游水深，③校核洪水位：,Q=255m3/s，查得Z=2859.87m上游水深：,下游水深，所得结果如表9所示：表9不同情况下上下游水深特征水位上游水深（m）下游水深（m）上下游水位差H（m）正常蓄水位102.3518.3983.96设计洪水位105.3019.8085.50校核洪水位107.5220.3787.15计算各种情况下静水压力：水平水压力计算公式为：（3-8）式中：Ｈ—计算点处的作用水头，ｍ；—水的重度，常取9.81；垂直水压力按水重计算。3.2.2.1正常蓄水位时：上游水平水压力：（→）（-）（-）下游水平水压力：（←）（+）（+）上游垂直水压力：（+）（+）（+）（+）（+）（+）下游垂直水压力：（+）（+）（-）综上：（→）（+）（-）（-）3.2.2.2设计洪水位时：上游水平水压力：（→）（-）（-）下游水平水压力：（←）（+）（+）上游垂直水压力：（+）（+）（+）（+）（+）（+）下游垂直水压力：（+）（+）（-）综上：（→）（+）（-）（-）3.2.2.3校核洪水位时：上游水平水压力：（→）（-）（-）下游水平水压力：（←）（+）（+）上游垂直水压力：（+）（+）（+）（+）（+）（+）下游垂直水压力：（+）（+）（-）综上：（→）（+）（-）（-）3.2.3扬压力U根据规范《混凝土重力坝设计规范》[3]，在排水管帷幕处的折减系数，宜取0.15～0.30，取=0.25。将扬压力分成四部分，、、、。根据规范，帷幕灌浆廊道在距上游坝踵0.05-0.1倍作用水头处，且不小于4-5m，取8.5m。其中H为上下游水位差，为上游坝前水深，下游坝后水深，γ为水的容重，取，坝体扬压力计算简图如图7所示。图7重力坝扬压力计算简图3.2.3.1正常蓄水位时：（-）（-）（-）（-）（-）（-）（-）（-）（-）（-）（-）